Исследователи из Гарвардского университета предложили инновационных роботов, которые используют водные технологии, основанные на спирте. Это стало возможным благодаря применению эффекта Марангони, что позволило создать уникальные устройства, изготовленные с помощью 3D-печати.

Команда под руководством Джексона Уилта разработала миниатюрных роботов, способных перемещаться по поверхности воды, используя спирт в качестве топлива. Диаметр каждого бота составляет около одного сантиметра, и их конструкция включает воздушную камеру для обеспечения плавучести, а также топливный бак. Вместо традиционного топлива бак заполняется спиртом с концентрацией от 10 до 50 процентов.

Попадая на воду, спирт медленно выходит через небольшие отверстия, что приводит в движение роботов. Этот процесс объясняется эффектом Марангони, при котором жидкость с более низким поверхностным натяжением распространяется по жидкости с более высоким натяжением, создавая тягу. Роботы могут двигаться в течение 500 секунд, развивая скорость до 6 сантиметров в секунду.

Учёные подчеркнули, что скорость движения роботов зависит от концентрации спирта. Пиво оказалось неэффективным в таких экспериментах, поэтому исследователи предпочли спирт, который испаряется без загрязнения воды. Были также проведены тесты с использованием мыла и других веществ.

С течением времени учёные создали более сложные модели роботов с несколькими соплами, которые могли двигаться сложными траекториями или вращаться. Комбинированное применение нескольких таких роботов продемонстрировало так называемый «эффект хлопьев», когда объекты собираются вместе на поверхности воды из-за воздействия менисков.

Авторы экспериментов полагают, что эти разработки могут быть полезны для распределения различных веществ по водным объектам, например, в задачах восстановления экосистем. Кроме того, подобные роботы могут служить образовательным инструментом для изучения законов поверхностного натяжения.

Феномен, задействованный в этих роботах, во многом напоминает принципы передвижения определённых насекомых, которые скользят по воде благодаря своим собственным поверхностно-активным веществам.